## Jurnal Talenta Sipil, 4(2), Agustus 2021, 210-213
Publisher by Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Batanghari ISSN 2615-1634 (Online), DOI 10.33087/talentasipil.v4i2.76

## Analisis Stabilitas Lereng Tiga Dimensi

## Dwitya Okky Azanna*
Fakultas Teknik Sipil Universitas Batanghari Jambi *Correspondence email: dwitya.okky.azanna@mail.unbari.ac.id
Abstrak. Stabilitas  lereng  ditinjau  untuk  mengetahui  kestabilan  terhadap  lereng  tersebut,  pengaruh  kemiringan,  cuaca,  beban berlebih,  serta  gempa  menjadi  penyebab  kelongsoran.  Perlu  ditinjau  berbagai  cara  untuk  mencegah  itu  terjadi,  dengan  cara melakukan beberapa pemodelan pemograman. Pemodealan tidak hanya bisa dilakukan secara metode dua dimensi, tetapi dengan perkembangan  jaman  bisa  juga  dilakukan  dengan  pemodelan  tiga  dimensi.  Hasil  dari  pemodealan  tersebut  yaitu  menghasilkan nilai  angka  keamanan,  hanya  saja  apakah  efektif  dan  kompleks  hasil  akhir  yang  dihasilkan  dari  masing-masing  pemodelan. Penelitian  ini  membandingkan  analisis  stabilitas  lereng  dua  dimensi  dan  tiga  dimensi,  dimana  nilai  angka  keamanan  yang didapatkan  bahwa  tiga  dimensi  lebih  besar  dari  dua  dimensi.  Hal  ini  terjadi  karena  jika  menggunakan  kondisi  parameter  yang sama, dan pelebaran dari geometri dua dimensi, dimana batas dari bidang gelincir telah ditentukan dari pemodelannya, maka hasil yang didapatkan tidak akan berbeda jauh, namun kita bisa mengetahui volume runtuhan tanah tersebut.
Kata Kunci : stabilitas lereng, dua dimensi, tiga dimensi

## PENDAHULUAN
Kestabilan lereng di setiap wilayah sangat perlu diperhatikan karena akan berhubungan dengan keamanan dari wilayah tersebut. Lereng yang mengalami kelongsoran tidak hanya karena kemiringannya saja, tetapi juga kondisi dari beberapa faktor seperti karakteristik parameter tanah, dan tentunya kondisi luar seperti beban yang berlebih, intensitas hujan,  serta  akibat  adanya  gempa.  Oleh  karena  itu  perlu  adanya  analisis  stabilitas  lereng  sehingga  bisa  mengurangi potensi longsor dan membahayakan masyarakat di sekitarnya. Analisis stabilitas lereng pada umumnya menggunakan pemodelan  analisis  dua  dimensi  metode  elemen  hingga.  Hasil  yang  didapatkan  cukup  untuk  mengetahui  angka keamanan  dari  lereng  tersebut,  tetapi  seringkali  tidak  mewakili  terhadap  asumsi  kondisi  perkuatan  dan  kondisi geometri aslinya. Oleh karena itu banyak yang menggunakan metode analisis tiga dimensi sebagai analisis pemodelan. Perlu diperhatikan apa saja perbedaan dari analisis tiga dimensi dengan dua dimensi yang telah dilakukan. Pada hasil analisis tesis azanna, 2019 dapat dilihat bahwa nilai faktor aman hasil analisis tiga dimensi memiliki nilai lebih besar dari  satu  jika  dibandingkan  dengan  analisis  pemodelan  dua  dimensi,  dimana  faktor  aman  kondisi  tingkat ketidakpastian analisis yang dikategorikan tinggi dikarenakan kondisi geologi kompleks yaitu 1,5.

## METODE
Faktor-faktor atau penyebab yang mempengaruhi gerakan massa tanah sebagai pemicu terjadinya gerakan tanah yaitu  dianalisis  kestabilitas  lereng  didasarkan  pada  konsep  kesetimbangan  batas  plastis  ( limit  plastic  equilibrium ), teori  batas  plastis  dan  metode  numerical  seperti  metode  elemen  hingga.  Angka  keamanan  didefinisikan  sebagai perbandingan antara gaya yang menahan dengan gaya yang menggerakkan, dimana faktor kuat geser tersebut diambil lebih besar atau sama dengan 1,2 sampai 1,5.
(1)
dengan :
SF = angka keamanan ( Safety factor ) = tahanan geser tanah (kuat geser yang tersedia) = tegangan geser tanah (tegangan geser yang terjadi)
Metode  elemen  hingga  menggunakan  pengurangan  kuat  geser,  sedangkan  metode  kesetimbangan  batas menggunakan  perbandingan  antara  gaya-gaya  yang  menahan  lereng  terhadap  gaya-gaya  yang  bekerja.  Kondisi stabilitas  lereng  yang  direncanakan  disesuaikan  dengan  kondisi  pembebanan  statis  dan  pembebanan  dinamis  yang dapat terjadi dilapangan.
Pada  desain  perencanaan,  metode  yang  digunakan  merupakan  kondisi  analisis  numerik.  Metode  analisis numerik  ini  terbagi  menjadi  konsep  kesetimbangan  batas  dan  metode  elemen  hingga.  Desain  yang  dilakukan  bisa menggunakan  dua  dimensi  maupun  tiga  dimensi.  Metode  analisis  numerik  berupa  konsep  kesetimbangan  batas dilakukan  dengan  persamaan  kesetimbangan  Bishop  (1955),  Force  Equilibrium  (1960),  Janbu  (1968),  Morgenstern dan  Price  (1965)  dan  Spencer  (1967).  Sedangkan  pendekatan  metode  elemen  hingga  merupakan  analisis  stabilitas lereng  yang  lebih  kompleks.  Hasil  analisis  yang  didapatkan  berupa  tegangan  dan  regangan  yang  sifatnya  elastis material, beragam massa tanah dan bentuk geometri.

## 1. Pemodelan Dua dimensi
Pemodelan yang dilakukan yaitu penentuan bidang gelincir secara umum dengan menggunakan auto locate dan  terhadap  titik  yang  ditinjau  menggunakan entry  and  exit .  Masing-masing  model  ini  dianalisis  dengan persamaan  kesetimbangan Ordinary/Fellenius,  Bishop,  Janbu,  Morgenstern dan Price. Pada  penelitian  ini pemodelan  dilakukan  dengan  bantuan  Program  Slope/W  dan  Plaxis.  Pemodelan  yang  dilakukan  dengan mennetukan bidang gelincir secara auto locate terhadap titik yang ditinjau.
2. Pemodelan Tiga Dimensi
Metode Limit Equilibrium adalah metode yang menggunakan prinsip kesetimbangan gaya, metode ini juga dikenal  dengan  metode  irisan  karena  masa  tanah  longsor  dari  lereng  tersebut  dipecah-pecah  menjadi  beberapa irisan  vertikal. Metode  Irisan pada metode batas  analisis  ekuilibrium  yaitu  Massa tanah  yang tidak stabil terbagi menjadi  serangkaian  slide  vertikal  dan  permukaan  slip  bisa  berbentuk  lingkaran  atau  poligonal.  (Whitman  dan Bailey,1967)
Gaya-gaya  yang  bekerja  tiap  irisan  ini  terdiri  dari  gaya  geser  dan  gaya  normal  efektif  di  sepanjang  sisi irisannya,  dan  juga  resultan  gaya  geser  efektif  dan  resultan  gaya  normal  efektif  yang  bekerja  di  sepanjang  dasar irisan.  Terdapat  dua  asumsi  bidang  kelongsoran  yaitu  berbentuk circular dan non-circular .  Metode  yang  banyak digunakan  untuk  bidang  gelincir circular adalah Fellenius dan Bishop serta  untuk  bidang  gelincir non-circular digunakan Janbu, Spencer, Morgenstern dan Price.
Metode yang paling umum untuk mendefinisikan angka keamanan  adalah; 1. Moment equilibrium method digunakan untuk analisis longsor rotasi dengan permukaan slip melingkar;
SF =
(2)
2. Force equilibrium method diterapkan untuk menganalisis kegagalan translasi atau rotasi yang mempertimbangkan permukaan berbentuk plane atau polygonal;
SF = (3) Dengan;
SF = angka keamanan ( Safety factor ) = Jumlah momen penahan
= Jumlah momen pendorong
= Jumlah gaya penahan
= Jumlah gaya pendorong

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tipe slip surface yang digunakan oleh system pemrograman akan menentukan bidang gelincir suatu lereng saat terjadi  longsor  sangat  berpengaruh  terhadap  analisisnya.  Hasilnya  menunjukan  bahwa  rasio  SF 3 /SF 2 cukup  sensitif terhadap  parameter  tanah  c  dan  ϕ,  serta  bentuk  dasar  dari  permukaan  geser.  Namun,  angka  keamanan  tiga  dimensi umumnya  jauh  lebih  tinggi  dari  angka  keamanan  dua  dimensi,  meskipun  dalam  beberapa  situasi  memang  tidak demikian.  Studinya  juga  menunjukkan  bahwa  tanah  longsor  di  tanah  kohesif  dapat  mengikuti  geometri  geser permukaan lebar, mendekati kasus 2D.
Pada slide lainnya di tanah yang kohesi, mungkin mengikuti permukaan tipe  tiga dimensi. Beberapa ringkasan sebagai berikut;
1. Pilihan metode sangat tergantung pada jenis kegagalannya untuk menganalisis masalah stabilitas lereng.
2. Beberapa  analisis  stabilitas  kemiringan  dua  dimensi  yang  umum  digunakan  disajikan  secara  singkat  dan  paling sederhana.
3. Metode kesetimbangan batas pada analisis tiga dimensi sejauh ini terbatas pada  input data yang sangat sederhana seperti geometri, kondisi tanah dan tidak dapat memperhitungkan kondisi air. Hal ini dikarenakan pengembangan analisis tiga dimensi menggunakan data-data analisis dari dua dimensi.
4. Metode  elemen  hingga  lebih  unggul  untuk  membatasi  metode  keseimbangan  batas  karena  kekuatan  membentuk geometri  yang  kompleks  dan  rumit,  kondisi  air,  serta  banyak  nilai  parameter  tanah  yang  harus  diisikan  kedalam software pemrograman  agar  bisa  mempertimbangkan  hubungan  tegangan-regangan  dari  tanah.  Oleh  karena  itu, metode elemen hingga jauh lebih rumit untuk digunakan dibandingkan metode batas ekuilibrium.

## Gambar 2. Bidang Sliding dan Arah Gaya Lereng Tiga Dimensi
Analisis  perhitungan  yang  digunakan  menggunakan  kriteria  keruntuhan  Mohr  Coulomb  dengan  menggunakan dua  Metode  yaitu  Metode  Bishop  dan  Metode  Janbu.  Kesetimbangan  moment  pada  metode  ini  mengabaikan  gaya gesek  antar  irisan,  dimana  gaya  normal  cukup  untuk  mendefinisikan  gaya-gaya  antar  irisan  dengan  menjumlahkan gaya-gaya dalam arah vertikal. Metode Janbu menganalisis nilai faktor aman berdasarkan kesetimbangan gaya dengan menjumlahkan  gaya-gaya  pada  kesetimbangan  horizontal.  Gaya  pada  suatu  model  lereng  tidak  hanya  dijumlahkan pada arah vertikal, namun juga dijumlahkan pada arah horizontal.
Hasil analisis dari 3d/2d > 1. Tegangan geser yang terjadi di sepanjang bidang longsor tiga dimensi berasal dari segala  arah sehingga gaya  tahan  ini  lebih besar untuk menahan  gaya dorongnya, jika dibandingkan dengan  nilai dua dimensi  akan  mendapatkan  nilai  yang  lebih  besar.  Pada  analisis  dua  dimensi  gaya  tahan  yang  terjadi  hanya  berasal dari satu arah, hal ini dibuktikan dengan tipe irisan pada pemrograman yang digunakan.
Longsoran  tanah  yang  umumnya  terjadi  membentuk  bidang  longsoran  berupa  cekungan,  sehingga  digunakan dalam  analisis  pemrograman  dengan  bentuk  kelongsoran  berupa  cekungan  atau  lekungan  guna  mempermudah hitungan  analisis  stabilitasnya  secara  matematik.  Metode  tiga  dimensi  yang  dikembangkan  sangat  terbatas  pada masalah yang sederhana seperti geometri, kondisi tanah dan kondisi air yang tidak rumit.
Analisis tiga dimensi menjadi penting untuk digunakan sebagai analisis angka keamanan jika kondisi geometri sangat kompleks sehingga sulit untuk menentukan bagian slip surface pada analisis dua dimensi. Geometri lereng dan permukaan  slip  yang  berfariasi  secara  signifikan  pada  arah  lateral,  sifat  materialnya  sangat  tidak  homogen  atau anisotropik,  kemiringan  secara  lokal,  kemiringan  dengan  kekuatan  geser  yang  rumit  dan  tekanan  air  pori  yang memerlukan penggabungan efek geometri lereng dan kekuatan geser untuk menentukan arah gerakan yang mengarah ke  faktor  keamanan  minimum,  atau  untuk  kembali  menghitung  kekuatan  geser  dari  kemiringan  yang  gagal.  Dalam situasi seperti ini, analisis tiga dimensi sangat mungkin diperlukan.
Tingkat  ketidakpastian kondisi analisis dikategorikan  rendah atau tinggi  tergantung pada pemodelan geometri. Pengaruh  pemodelan  menjadi  hal  paling  kompleks  dalam  pemodelan  bidang  tiga  dimensi,  dimana  kondisi  geologi yang bisa dipahami atau kompleks, kondisi tanah seragam atau bervariasi, penyelidikan tanah yang konsisten, lengkap dan logis terhadap kondisi nyata di lapangan.
Dari hasil analisis tersebut dapat dilihat bahwa nilai  faktor aman tiga dimensi lebih besar dibandingan analisis dua  dimensi.  Semakin  kompleks  kekuatan  tanah  pada  lereng  yang  ditinjau  menyebabkan  efek  yang  lebih  besar terhadap  analisis  tiga  dimensi.  Sehingga  analisis  pada  tiga  dimensi  bisa  digunakan  jika  analisis  komplek  dan  sangat
mendetail  untuk  ditinjau  agar  menghasilkan  nilai  angka  keamanan  yang  lebih  mendekati  dengan  kondisi  nyata  di lapangan.
Asumsi  utama  dari  hasil  metode  kegagalan  blok  pada  stabilitas  lereng  tiga  dimensi  yaitu  masalahnya  adalah geometri menjadi simetris dikarenakan data yang digunakan berdasarkan geometri pada pemodelan dua dimensi yang kemudian  dianggap  linear,  sehingga  terdefenisi  permukaan  tanahnya  dan  lapisan  tanah  secara  lateral  terus  menerus sama sepanjang geometri yang digunakan. Permukaan bidang geser menjadi sama sehingga diambil titik lemah pada area bidang longsor. Batasan antara blok aktif dan sentral, blok pasif dan sentral vertikal tidak ada kekuatan geser di sepanjang batas ini. Hal tersebut menyebabkan angka keamanan sama di seluruh permukaan kegagalan.
Dalam  analisis slide rotasi,  parameter  tanah  diasumsikan  homogen  dan  permukaan  kegagalan  tiga  dimensi terdiri  dari  silinder  terpusat  pada  bidang  semi  ellipsoid.  Pada  tipe  kegagalan  rotasi  tersebut  dibagi  menjadi  banyak kolom  vertikal  dengan  arah  gerakan  yaitu  sepanjang  bidang  X-Y  saja  (tidak  ada  gerakan  dalam  arah  Z),  maka  pada saat kegagalan tegangan geser terjadi sepanjang bidang Y-Z diasumsikan nol, gaya geser antar kolom sejajar dengan dasar  kolom,  distribusi  tegangan  normal  antar  kolom  diasumsikan  linier  dengan  kedalaman,  sehingga  diasumsikan kekuatan interslice sama di seluruh massa kegagalan.
Berdasarkan  hasil  tersebut,  masalah static  determinate untuk  faktor  yang  dihitung  dari  angka  aman,  kekuatan dan  momen  ekuilibrium  dipenuhi  untuk  setiap  kolom  serta  untuk  massa  total.  Analisis  Chen  menyimpulkan  bahwa efek tiga dimensi lebih signifikan pada panjang yang lebih kecil dari massa kegagalan, hal ini membenarkan hasil dari analisis  ini  dimana  batas  bidang  longsor  yang  ditentukan  menyebabkan  nilai  angka  keamanan  yang  sama.  Pengaruh kelandaian lereng efek tiga dimensi paling signifikan untuk tanah dengan nilai kohesi tinggi dan sudut geser rendah, serta tekanan air pori dapat menyebabkan efek tiga dimensi menjadi lebih besar.

## SIMPULAN
Analisis dari perencanaan dua dimensi menghasilkan nilai yang tidak jauh berbeda dengan tiga dimensi, hal ini dikarenakan  nilai  yang  diinput  dan  kemudian  dianalisis  berdasarkan  data  yang  sama.  Analisis  nilai  keamanan minimum didapatkan dari sistem  yang diprogramkan secara otomatis mencari slip surface minimum yang berbentuk circular, jika pemrograman dilakukan secara manual, data-data yang perlu diinput sangat detail dan akan selesai pada waktu  yang  cukup  lama  untuk  mendapatkan  nilai  angka  keamanan.  Pemrograman  menggunakan  analisis  pemodelan tiga  dimensi  sangat  efektif  digunakan  jika  mempunyai  data  hasil  penyelidikan  tanah  yang  kompleks  agar  bisa memodelkan geometri sesuai dengan kondisi di lapangan.

## DAFTAR PUSTAKA
Azanna, D.O. 2019. Analisis Stabilitas Lereng Tiga Dimensi Akibat Penambahan Beban Infrastruktur Kawasan Situs Candi Ratu Boko.: Thesis, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Chen, R. H. (1981): “Three-dimensional slope stability analysis,” Joint Highway Research Project, Eng. Experiment station, Purdue University, Report JHRP-81-17
Chen dan Chameau (1983) Chen, R. H. and Chameau, J. L. (1983): “Three-dimensional limit equilibrium analysis of slopes,” Geotechnique, Vol. 32, No. 1, pp. 31-40
Hardiyatmo, H. C. 2012. Tanah Longsor dan Erosi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Putra,  A.O.  2017.  Analisis  Stabilitas  Lereng  Tanah  di  Atas  Batuan  Breksi  Pada  Pengembangan  Infrastruktur  Situs Ratu  Boko  Yogyakarta.:  Thesis,  Jurusan  Teknik  Sipil  dan  Lingkungan,  Fakultas  Teknik,  Universitas  Gadjah Mada.
SNI  (Standar  Nasional  Indonesia).  2017.  Persyaratan  Perancangan  Geoteknik  :  8460:2017.  Jakarta  :  Badan Standarisasi Nasional
Whitman RV, Bailey WA (1967) Use of computers for slope stability analysis, ASCEJ Geotech Eng Div 93(4):475 - 498